chuyên đề vận dụng định luật ôm cho đoạn mạch nối tiếp, song song trong chương trình vật lý lớp 9

PHÒNG GD&ĐT THÀNH PHỐ PHÚC YÊN CHUYÊN ĐỀ PHỤ ĐẠO HỌC SINH YẾU KÉM VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT ÔM TRONG ĐOẠN MẠCH NỐI TIẾP, SONG SONG Mơn: Vật lí Người viết: Nguyễn Thị Hiền Chức vụ: Giáo viên Đơn vị công tác: Trường THCS Hai Bà Trưng Phúc Yên, tháng 11 năm 2019 Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu MỤC LỤC Trang PHẦN I: ĐẶT VẤN ĐÊ Lí chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Đới tượng nghiên cứu PHẦN II: NỢI DUNG CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CHUẨN BI CHƯƠNG 2: MỘT SỐ ỨNG DỤNG PHẦN III: KẾT LUẬN Tài liệu tham khảo 3 5 16 17 PHẦN 1: ĐẶT VẤN ĐỀ Lí chọn đề tài Giáo dục phổ thông nước ta thực hiện bước chuyển từ chương trình giáo dục tiếp cận nội dung sang tiếp cận lực người học, từ chỗ quan tâm đến Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu việc họcsinh học được đến chỗ quan tâm học sinh vận dụng được qua việc học Để đảm bảo được điều đó, định phải thực hiện thành công việc chuyển từ phương pháp dạy học theo lối “truyền thụ chiều” sang dạy cách học, cách rèn luyện kĩ năng, vận dụng kiến thức vào thực tiễn tác động đến tình cảm, đem lại niềm vui, hứng thú, phát triển phẩm chất, lực cho người học Đồng thời phải coi trọng cả kiểm tra đánh giá kết quả học tập với với kiểm tra đánh giá q trình học tập để tác động kịp thời nhằm nâng cao chất lượng hoạt động dạy học và giáo dục Bài tập vật lí là phương tiện tốt để rèn luyện kĩ năng, kĩ xảo vận dụng lí thuyết vào thực tiễn, rèn luyện thói quen vận dụng kiến thức khái quát thu nhận được để giải đề thực tiễn Giải bài tập là hình thức làm việc tự lực cao học sinh Trong làm bài tập, phải tự phân tích điều kiện đầu bài, tự xây dựng lập luận, kiểm tra và phê phán kết luận mà học sinh rút được tư học sinh phát triển, lực làm việc tự lực em được nâng cao, tính kiên trì được phát triển Xuất phát từ thực tế giảng dạy, tập áp dụng định luật Ôm cho đoạn mạch Vật lý phong phú đa dạng Mỗi dạng khác nhau, nhiên trình giảng dạy, nhận thấy học sinh đa số yếu kỹ phân tích đề cách phân biệt loại mạch điện để có hướng sử dụng kiến thức để vào giải tập Ngồi việc số tiết tập bố trí chương cịn nên hạn chế mặt thời gian để dạy cho học sinh lớp Nếu giải được bài tập giúp học sinh khắc sâu kiến thức học và đặc biệt là biết vận dụng kiến thức vật lý để giải nhiệm vụ học tập và giải thích được hiện tượng vật lý có liên quan đến sớng Khi giải bài tập vật lý học sinh phải vận dụng thao tác tư duy, so sánh, phân tích, tổng hợp, khái quát hoá Để xác định bản chất vật lý bài tập, từ chọn lựa cơng thức cho phù hợp với bài tập Vì thế, việc hướng dẫn học sinh để giải bài tập vật lý cho học sinh là việc cần thiết nhằm nâng cao hiệu quả đào tạo Trong năm gần SGD & ĐT tỉnh Vĩnh Phúc lựa chọn hình thức thi vào THPT bao gồm mơn: Văn – Tốn – Tiếng anh và môn tổ hợp Bất cứ môn học nào tổ hợp mơn tự nhiên, xã hội ngẫu nhiên có rơi vào Xuất phát từ quan điểm nên chọn đề tài nghiên cứu là: “Vận dụng định luật Ơm cho đoạn mạch nới tiếp, song song chương trình vật lý lớp 9” nhằm giúp đỡ để em đặc biệt là em có lực học trung bình – yếu Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu Mục đích chuyên đề Học sinh có kĩ phân tích đề, nắm được yêu cầu đề Tránh lỗi sai thường gặp giải mạch điện Phân biệt loại mạch điện, cách mắc mạch điện và cách giải dạng bài định luật Ôm cho đoạn mạch vật lý Đối tượng phạm vi nghiên cứu Kĩ nhận biết, phân tích bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch vật lý Giới hạn phạm vi nghiên cứu Các dạng bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch vật lý Học sinh khối trường Trung Học Cơ Sở Hai Bà Trưng, đặc biệt là đối tượng học sinh: TB – Yếu - Kém Thời gian: năm học 2019 - 2020 Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp trực quanPhương pháp thống kê - Phương pháp điều tra, đánh giá kết Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu PHẦN 2: NỘI DUNG CHƯƠNG 1: KIẾN THỨC CHUẨN BỊ Kiến thức sử dụng 1) Định luật Ôm : - Nội dung: Cường độ dòng điện chạy qua dây dẫn tỉ lệ thuận với hiệu điện đặt vào hai đầu dây và tỉ lệ nghịch với điện trở dây - Biểu thức: Với I U R U: Hiệu điện thế, (V) R: Điện trở dây dẫn (  ) I: Cường độ dòng điện (A) 2) Đoạn mạch nối tiếp + Cường độ dòng điện: I = I1 = I2 + Hiệu điện thế: U = U + U2 + Mối quan hệ hiệu điện và điện trở: U1 R1  U R2 + Điện trở tương đương: Rtđ = R1 + R2 Chú ý: Các công thức trường hợp mạch điện có n điện trở mắc nối tiếp Điện trở tương đương lớn điện trở thành phần: Rtđ > R1, R2 Nếu có “n” điện trở nới tiếp và điện trở đều nhau: R = R2 =…= Rn = R: Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu Rtđ = nR; Trong n là sớ điện trở mắc nối tiếp 3) Đoạn mạch song song: + Cường độ dòng điện : I = I1 + I2 + Hiệu điện thế: U = U = U2 + Mới quan hệ cường độ dịng điện chạy mạch rẽ và điện trở: I1 R2  I R1 + Điện trở tương đương: 1   Rtd R1 R2 Chú ý: Các công thức trường hợp mạch điện có n điện trở mắc song song Điện trở tương đương nhỏ điện trở thành phần: Rtđ < R1, R2 Nếu có “n” điện trở song song điện trở đều nhau: R = R2 =…= Rn = R: Rtd  R n Nếu có hai điện trở mắc song song: Rtd  Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng R1.R2 R1  R2 Trang Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu CHƯƠNG 2: PHÂN LOẠI MỘT SỐ BÀI TẬP VẬN DỤNG ĐỊNH LUẬT ÔM CHO CÁC ĐOẠN MẠCH Phương pháp chung: Các bước giải tập: - Bước 1: Tìm hiểu tóm tắt đề bài, vẽ sơ đồ mạch điện (nếu có) - Bước 2: Phân tích mạch điện, tìm cơng thức liên quan đến đại lượng cần tìm - Bước 3: Vận dụng công thức học để giải bài toán - Bước 4: Kiểm tra kết quả, trả lời Dạng 1: Tính thơng số điện trở, hiệu điện thế, cường độ dòng điện đoạn mạch điện trở mắc nối tiếp Chú ý: Khi tính hiệu điện thế, bài tốn u cầu dạng tìm sớ vơn kế Khi tính cường độ dịng điện, bài tốn u cầu dạng tìm sớ ampe kế Bài tốn tổng qt: Cho đoạn mạch gồm R1, R2, R3 ., Rn mắc nối tiếp Hiệu điện hai dầu đoạn mạch là U (V) 1) Tính điện trở tương đương đoạn mạch 2) Tính hiệu điện hai đầu điện trở Hướng dẫn giải: Ta có R1 nt R2 nt R3 nt nt Rn nên Điện trở tương đương mạch là: Rtđ  R1  R2  R3   Rn (  ) Cường độ dòng điện qua mạch chính là: I U ( A) Rtd Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu Mạch gồm R1 nt R2 nt R3 nt nt Rn nên: I = I1 = I2 = I3= = In Hiệu điện qua hai đầu điện trở là: U1  I R1 (V ) ; U  I R2 (V ) ; ; U n  I Rn (V ) Ví dụ 1: Cho đoạn mạch gồm hai điện trở R1 = 15; R2 = 10 được mắc nối tiếp với Hiệu điện hai đầu đoạn mạch là U = 50V ( hình vẽ) 1)Tính điện trở tương đương đoạn mạch 2)Tính cường độ dòng điện qua điện trở 3)Tính hiệu điện hai đầu điện trở Hướng dẫn giải Hướng dẫn giải: Ta có: R1ntR2 a) Điện trở tương đương đoạn mạch: Rtñ  R1  R2 = 15+ = 20() b)Cường độ dòng điện qua điện trở: U 50   2,5( A) R 20 td I = I1 = I2= c)Hiệu điện hai đầu điện trở là: U1  I R1  2,5.15  37,5(V ) U  I R2  2,5.10  25(V ) Đáp sớ Ví dụ 2: Một đoạn mạch gồm ba điện trở R1 = 5; R2 = 15; R3 = 10được mắc nối tiếp với (Hình vẽ) U Hiệu điện hai đầu đoạn mạch là U = 12V 1) Tính điện trở tương đương đoạn mạch R1 R2 R3 2) Tính hiệu điện hai đầu điện trở Hướng dẫn giải Tóm tắt: R1 = Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu R2 = 15 R3 = 10 U = 12V 1) Rtđ=? 2)U1=?, U2=?, U3=? Hướng dẫn giải Ta có R1 nt R2 nt R3 nên: 1) Điện trở tương đương mạch: = + 15 + 10 = 30 2) Cường độ dòng điện mạch chính: I U 12   0, 4( A) Rtđ 30 Mặt khác, ta có: I1 = I2 = I3 = I = 0,4(A) Ta có hiệu điện hai đầu điện trở là: U1  I R1  0, 4.5  2(V ) ; U  I R2  0, 4.5  6(V ) ; U  I R3  0, 4.10  4(V ) Đáp số Ví dụ 3: Cho mạch điện (hình vẽ) Biết: R1 = 5; R2 = 15; vơn kế 3V 1)Số ampe kế là bao nhiêu? 2)Tính hiệu điện hai đầu AB đoạn mạch Hướng dẫn giải: Ta có: R1ntR2 Điện trở tương đương đoạn mạch: Rtñ  R1  R2 = +15 = 20(  ) 1)Cường độ dòng điện qua điện trở R1: Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu I1  U1 U V    0, 2( A) R1 R1 15 2)Ta có I = I1= I2 = 0,2(A) Hiệu điện hai đầu AB đoạn mạch UAB = I.RAB = 0,2.20 =4(V) Đáp sớ Dạng 2: Tính thơng số điện trở, hiệu điện thế, cường độ dòng điện đoạn mạch điện trở mắc song song Bài toán tổng quát Cho đoạn mạch gồm R1, R2, R3 ., Rn mắc song song Hiệu điện hai dầu đoạn mạch là U (V) 1) Tính điện trở tương đương đoạn mạch 2) Tính cường độ dòng điện qua điện trở Phương pháp giải: a) Vì R1, R2, R3 ., Rn mắc song song nên 1 1     Rn Điện trở tương đượng mạch là: Rtd R1 R2 b) Hiệu điện hai đầu đoạn mạch hiệu điện hai đầu mạch rẽ ta có: U = U1 = U2 = … = Un U U U ( A) ( A) ( A) R R R n Cường độ dòng điện qua điện trở là: I1 = ; I2 = ; ., In = Ví dụ 1: Cho hai điện hình vẽ Biết R1 = 10, ampe kế A1 1,2A, ampekế A 1,8A Tính: 1) Hiệu điện hai đầu đoạn mạch 2)Điện trở R2 3) Điện trở tương đương mạch Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang 10 Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu Phân tích tốn: Ở bài tốn này ta có R1 // R2 // R3 nên tính Rtđ học sinh thường mắc sai lầm sau: R1R2 R3 1 1    � Rtd R1 R2 R3 R = R1  R2  R3 tđ R1.R2 R3 Mà kết quả phải là Rtđ = R1R2  R1R3  R2 R3 Hướng dẫn giải: 1)HĐT đoạn mạch AB là UAB =U1= I1.R1 = 1,2.10 = 12(V) 2) Điện trở R2 Vì R1// R2 nên I = I1 + I2 I2 =I - I1 =1,8 – 1,2 = 0,6 (A) U 12   1,8 I 3) Cách 1: Điện trở tương đương mạch là: Rtđ = 6,7  1 R1.R2 10.20     6, 7 Cách 2: Vì R // R nên Rtd R1 R2 � R = R1  R2 10  20 tđ Ví dụ 2: U Cho ba điện trở R1 = 6; R2 = 12; R3 = 16 R1 R2 R3 được mắc song song với vào hiệu điện U = 2,4V 1/ Tính điện trở tương đương đoạn mạch 2/ Tính cường độ dòng điện qua mạch chính và qua điện trở Phân tích tốn: Ở bài tốn này ta có R1 // R2 // R3 nên tính Rtđ học sinh thường mắc sai lầm sau: Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang 11 Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu R1R2 R3 1 1    � Rtd R1 R2 R3 R = R1  R2  R3 tđ R1.R2 R3 Mà kết quả phải là Rtđ = R1R2  R1R3  R2 R3 Hướng dẫn giải: 1/)Ta có R1 // R2 // R3 nên: Điện trở tương đương mạch là: 2) Cường độ dòng điện qua mạch chính: Vì mạch gồm điện trở mắc song nên U= U = U2 = U3 � cường độ dòng điện qua điện trở là: ;; Dạng Áp dụng định luật ôm cho mạch hỗn hợp Bài toán tổng quát Cho mạch điện hình vẽ, biết hiệu điện hai đầu đoạn mạch là U(V) R1 A R1 R2 R2 Rn C B Rm U 1) Tính điện trở tương đương mạch 2) Tính cường độ dòng điện qua mạch chính Phương pháp giải: 1)Trong nhánh AB: Vì R1, R2, R3 ., Rn mắc nối tiếp nên: RAB  R1  R2  R3   Rn Trong nhánh BC: Vì R1, R2, R3 ., Rn mắc song song nên: Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang 12 Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu 1 1     n R Nhánh AB nối tiếp với nhánh RBC R R BC: RAB nt RBC Điện trở tương đượng mạch là: Rtđ = RAB +RBC U ( A) R 2) Cường độ dòng điện qua mạch chính là: I = td ; Ví dụ 1: Cho mạch điện hình vẽ: Với: R1 = 30; R2 = 15; R3 = 10 và UAB = 24V A 1/ Tính điện trở tương đương mạch 2/ Tính cường độ dòng điện qua điện trở R1 R2 R3 Phân tích tốn: Mạch gồm R1 nt ( R2 // R3 ) nên tính cường độ dòng điệnh qua điện trở học sinh thường mắc sai lầm là I = I1 = I2 = I3 mà kết quả phải là I = I1 = I2 + I3 Hoặc học sinh mắc sai lầm là U = U2 = U3 Vì giải dẫn đến kết quả sai Hướng dẫn giải: 1) Ta có R1 nt ( R2 // R3 ) nên Điện trở tương đương R2 và R3: Điện trở tương đương mạch: = 36 2) Cường độ dịng điện qua mạch chính: Ta có: Vì R2 // R3 nên U2 = U3 = U2,3 Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang 13 Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu Ta có: ; 3) Đổi ph = 300s Cơng dịng điện là: A = UAB.I.t = 24 0,67 300 = 824J Ví dụ 2: Cho mạch điện hình vẽ: Với R1 = 6; R2 = 2; R3 = A R1 cường độ dòng điện qua mạch chính là I = 2A 1)Tính điện trở tương đương mạch B R2 R3 2)Tính hiệu điện mạch Phân tích tốn: Mạch gồm R1 / /( R2 nt R3 ) Học sinh thường mắc sai lầm là I = I1+ I2 +I3 mà kết quả phải là I = I1 + I2 = I1+I3 Hoặc học sinh mắc sai lầm là U = U 1=U2 = U3 mà kết quả phải là U = U1=U23 Vì giải dẫn đến kết quả sai Hướng dẫn giải: 1) Ta có Ta R1 // ( R2 nt R3 ) nên Điện trở tương đương R2 và R3 là: Điện trở tương đương mạch: 2) Hiệu điện mạch: Ta có: = 6V Nên ta có: ; Cơng suất tỏa nhiệt điện trở: P1 = ; P = ; P = Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang 14 Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu Ví dụ 3: Cho mạch điện hình vẽ: + – M N Ampe kế có điện trở khơng đáng kể, vơn kế có điện trở lớn Biết R1 = 4; R2 = 20; R3 = 15 Ampe kế 2A 1) Tính điện trở tương đương mạch 2) Tính hiệu điện hai điểm MN và số vôn kế R1 A R2 R3 V Phân tích tốn: Vì đoạn mạch gồm R1 nt ( R2 // R3 ) , vôn kế (V) mắc song song với R2 và R3; Ampe kế đo cường độ dịng điện qua mạch chính Nên học sinh khơng nhận được số vôn kế chính là số U2 và U3 (hiệu điện hai đầu điện trở R2 và R3; U2 = U3 ) và số Ampekế chính là cường độc dòng điện qua R1 Hướng dẫn giải: 1) Ta có R1 nt ( R2 // R3 ) nên Điện trở tương đương R2 và R3 là: Điện trở tương đương cả mạch: 2) Hiệu điện hai điểm MN là Số vôn kế là: PHẦN 3: KẾT LUẬN Sau nghiên cứu g chuyên đề đạt được số kết quả sau :  Hệ thống kiến thức bản có liên quan đến Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang 15 Chuyên đề: Phụ đạo học sinh yếu  Tìm hiểu được sớ ứng dụng  Vận dụng phương pháp giải tốn về để giải bài tốn có tính chất tổng hợp và sớ bài tốn cụ thể đề thi tuyển sinh vào 10 và đề thi chọn học sinh giỏi Tốn cấp Mặc dù cớ gắng, thời gian và khả bản thân cịn hạn chế, nên chun đề này tơi khơng tránh khỏi thiếu xót Rất mong đồng chí CBQL, giáo viên thị xã đóng góp ý kiến để chuyên đề này được hoàn thiện TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sách giáo khoa vật lí 9; sách bài tập vật lí - NXB giáo dục [2] Phương pháp dạy học vật lí trường THCS - NXB GD Tổ KHTN – Trường THCS Hai Bà Trưng Trang 16 ... định luật Ôm cho đoạn mạch vật lý Đối tượng phạm vi nghiên cứu Kĩ nhận biết, phân tích bài tập định luật Ôm cho đoạn mạch vật lý Giới hạn phạm vi nghiên cứu Các dạng bài tập định luật Ôm cho. .. có rơi vào Xuất phát từ quan điểm nên cho? ?n đề tài nghiên cứu là: ? ?Vận dụng định luật Ôm cho đoạn mạch nới tiếp, song song chương trình vật lý lớp 9? ?? nhằm giúp đỡ để em đặc biệt là em... dòng điện đoạn mạch điện trở mắc song song Bài toán tổng quát Cho đoạn mạch gồm R1, R2, R3 ., Rn mắc song song Hiệu điện hai dầu đoạn mạch là U (V) 1) Tính điện trở tương đương đoạn mạch 2)